近期,我国部分地区发生大面积、长时间雾霾污染现象,这一污染的主要成因就是细颗粒物浓度超标。细颗粒物主要来源于两方面:一是各种污染源向空气中直接释放的细颗粒物,包括烟尘、粉尘、扬尘等;二是部分具有化学活性的前体污染物(氮氧化物、挥发性有机物等)在空气中发生反应后生成的细颗粒物。

解决雾霾污染问题要紧紧抓住减少污染物排放量,减少各种细颗粒物及其前体污染物的排放量。环境空气中细颗粒物及其前体污染物来源广泛,包括工业污染源、移动污染源、生活污染源、农业污染源、各种施工工地、各种粉状物料贮存场等。

目前,环境保护部制订了《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(已通过部务会)和《水泥工业污染物排放标准》,正在抓紧编制《环境空气细颗粒物污染防治技术政策》。同时,为了减少和有效控制工业有机废气以及颗粒物的产生和排放,环境保护部制订了《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》、《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》2项工程技术规范。

制订气态污染物治理的工程技术规范,对环境工程建设的规范化影响深远。

涉及工业有机废气排放的工业行业包括石油化工、精细化工、装备制造喷涂、包装印刷、医药与农药制造、半导体及电子产品制造、人造板与木制家具制造、皮革、漆包线、制鞋、涂料、油墨、粘合剂生产、金属铸造等,行业众多,各行业中所产生的工业有机废气种类繁多,组成复杂。

常见的组成成分有碳氢化合物、苯系物、醇类、酮类、酚类、醛类、酯类、胺类、腈()类等。这些物质大多数有毒、有害,部分具有致癌性;部分可参与光化学反应,形成光化学烟雾;部分可破坏臭氧层。

目前,工业有机废气治理技术主要有两类:一类是回收技术;一类是销毁技术。回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机气相污染物的方法,主要有吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术。销毁技术主要是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂和微生物将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分子化合物,主要有直接燃烧、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、等离子体破坏等。

我国使用较多的治理技术主要有活性炭和活性炭纤维吸附、溶剂吸收、降温冷凝等回收技术和直接燃烧、催化燃烧、生物氧化、等离子体破坏等销毁技术,其中又以吸附技术和催化燃烧技术的应用居多。在我国现有的有机废气治理设备中,吸附净化设备以及以吸附技术为基础的集成设备约占总数的50%左右,催化燃烧净化设备约占总数的30%左右。也就是说这两项标准所规范的工业有机废气治理工程约占总工业有机废气治理工程的80%左右。

工业有机废气的排放主要是低浓度、大风量的排放污染问题。治理难度大,是目前城市中有机化合物污染的重要来源。

吸附法是利用各种固体吸附剂(如活性炭、活性炭纤维、分子筛等)对排放废气中的污染物进行吸附净化的方法。吸附法设备简单、适用范围广、净化效率高,是一种传统的废气治理技术,也是目前应用最广的治理技术。适用于治理低浓度、大风量的气态污染物,并且对于有再利用价值的有机溶剂,能通过脱附进行回收,实现废物资源化。

在吸附法工业有机废气的治理中,根据吸附器的种类、吸附剂的再生方式、再生后高浓度有机废气的处理方式的不同,可以分为多种工艺路线。工业有机废气大部分由连续而稳定的生产工艺所产生,可以采用固定床、移动床和流化床吸附器进行净化。当采用固定床吸附器时,吸附剂定期进行再生,吸附器通常是采用一用一备或多用一备;当采用移动床和流化床吸附器时,吸附剂连续进行再生。当处理连续稳定的废气时,再生气流中有机物的浓度基本恒定,易于进行后处理,可以采用多种类型吸附器进行吸附;当处理非连续(间歇)或浓度不稳定的废气时,再生气流中有机物的浓度波动加大,宜采用固定床吸附器进行吸附。

蓄热式催化燃烧工艺主要用于较低浓度的低温废气的治理。当废气在催化剂床层中的转化率达到95%时所需要的温度通常称之为完全燃烧温度。如果废气本身的温度已经接近或超过95%转化率所需要的温度,废气直接进入催化剂床层就可以进行完全反应,则可采用直接催化燃烧工艺。

两项标准对采用吸附法处理有机废气的治理工程和采用催化燃烧法处理有机废气的治理工程分别给出了典型的工艺路线,并对设计、施工、验收和运行的技术内容进行了规定,可以规范我国有机废气治理中约80%的工程和设备,在工艺设计、设备制造、工程建设、检验检查、运行维护与管理等各方面可以全面提高我国工业有机废气治理水平,并将极大地推进我国固定源有机废气的治理减排工作。

摘自《中国环境报》2013411